一种可降解多功能纤维素农膜的制备方法与流程

本发明涉及农用薄膜，尤其是涉及一种可降解多功能纤维素农膜的制备方法。

背景技术：

由转光膜制备与应用研究状况可知，实现农膜光能转换改善透过光质的关键仍在于转光剂的开发。目前研究报道的硫化物型转光剂，虽然光谱匹配性好，但存在着耐潮解性和在农膜中分散性差的缺陷；有机配合物荧光强度高但有锐峰发射、抗衰减性能差的问题；葱酮类有机荧光颜料分散性好、耐晒，能充分利用大量的绿黄光，但其产品合成性能未见进一步报道([1]张颂培,李建宇,陈娟,肖阳,孙玉娥.转光农膜的光谱特性研究[J].光谱学与光谱分析,2004,24(10):180-184)。

阳光是植物进行光合作用的主要能量来源，近年人们已将其作为“光肥”加以研究和利用，转光膜是农业大棚作物利用“光肥”的有效方式([2]罗桂林,肖尊宏,张林.新型光转换剂2,4,6-三((1-苯基)-1,3-丁二烯基)-1,3,5-均三嗪的合成与表征[J].化学试剂,2011,(5)：451-452)。人工模拟植物最佳生长光照环境(即叶绿素的吸收光谱)改善农作物的光照条件，使之处于最佳生长状态，对发展高科技农业具有重要意义，农用转光膜因此应运而生。

转光膜是一种通过添加转光剂来实现光转换的薄膜，它能将紫外光转换成对作物有用的蓝紫光及红橙光，或将黄绿光转换成红橙光，从而改变透过膜的光质，促进植物对氮、磷、钾、锌等营养元素的吸收，提高植株的叶片面积和展开度，增加植物的株高和叶柄长度，由此增加叶片叶绿素的含量，使叶片中的光合作用产物含量升高，促进作物生长([3]中国专利CN105385014A)。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对传统农用薄膜所造成的白色污染等环境问题，提供可有效降低农用薄膜生产对化石能源的依赖程度，将太阳光中对植物有害的短波长光能转化为植物可吸收利用红橙光的一种可降解多功能纤维素农膜的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)选用Sr_2-2xB₂O₅:xEu³⁺,xNa⁺体系作为引入稀土离子中间体，其中x＝0.01～0.3，可以将植物不吸收的短波光能转换成植物可吸收利用的红橙光；

2)选用四氢呋喃作为纤维素及其衍生物溶剂，搅拌使其溶解，再加入步骤1)中的稀土离子中间体，混合后进行超声、脱泡处理，然后铺膜，即得可降解多功能纤维素农膜。

在步骤2)中，所述纤维素及其衍生物与溶剂的质量比可为1︰(5～20)，所述搅拌的时间可为1～12h；所述超声、脱泡处理的时间可为0.5～1h。所制得的可降解多功能纤维素农膜的厚度为5～20μm。

本发明将太阳光中对植物有害的短波长光能转换为植物可吸收利用的红橙光。同时，以可降解高分子材料纤维素及其衍生物为主要原料，符合节能环保农膜的设计理念。

本发明的主要原料可再生，产品可降解。目前各类农用薄膜所用材料主要以聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等不可再生的石油化工产品为主，绝大多数农膜废弃后难以降解。纤维素及其衍生物是目前广泛应用的生物质膜材料，以自然界广泛存在的纤维素为原料，可再生，成本低廉，变废为宝，有利于解决我国桔杆、稻草等农业废弃物的焚烧污染问题。醋酸纤维膜可降解，不会造成白色污染。

光转换纤维素及其衍生物农膜，激发光谱在紫外光区，最大激发波长位于394nm发射位于595～614nm红橙光区，最大发射波长613nm。本发明着力于解决针对传统农用薄膜所造成的白色污染等环境问题，可有效降低农用薄膜生产对化石能源的依赖程度，将太阳光中对植物有害的短波长光能转化为植物可吸收利用的红橙光，是一种可降解功能性农用薄膜。

附图说明

图1为光转换纤维素及其衍生物农膜荧光发射光谱(图例数字表示稀土离子中间体与纤维素及其衍生物的质量比)

图2为光转换纤维素及其衍生物农膜与聚氯乙烯膜透光率重叠图谱(质量比＝m(稀土离子中间体)：m(纤维素及其衍生物))在图2中，曲线a为5％SPC，曲线b为7.5％SPC，曲线c为10％SPC，曲线d为12.5％SPC，曲线e为15％SPC，曲线f为20％SPC，曲线g为PE.SPC。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

准确称取Sr_2-2xB₂O₅:xEu³⁺,xNa⁺，其中x＝0.01红光稀土离子中间体0.35g，化学纯的四氢呋喃35g，100％的纤维素及其衍生物1.75g，先对纤维素及其衍生物溶液进行搅拌1～2h，使其溶解，再加入稀土离子中间体，再次进行搅拌，使其均匀分布，再经超声处理30min，铺膜，即可得可降解多功能纤维素农膜。

实施例2

准确称取Sr_2-2xB₂O₅:xEu³⁺,xNa⁺，其中x＝0.3红光稀土离子中间体0.4g，化学纯的四氢呋喃35g，100％的纤维素及其衍生物3g，先对纤维素及其衍生物溶液进行搅拌6～8h，使其溶解，再加入稀土离子中间体，再次进行搅拌，使其均匀分布，再经超声处理30min，铺膜，即可得可降解多功能纤维素农膜。

实施例3

准确称取Sr_2-2xB₂O₅:xEu³⁺,xNa⁺，其中x＝0.14红光稀土离子中间体0.56g，化学纯的四氢呋喃35g，100％的纤维素及其衍生物7g，先对纤维素及其衍生物溶液进行搅拌10～12h，使其溶解，再加入稀土离子中间体，再次进行搅拌，使其均匀分布，再经超声处理60min，铺膜，即可得可降解多功能纤维素农膜。

实施例4

准确称取Sr_2-2xB₂O₅:xEu³⁺,xNa+，其中x＝0.25红光稀土离子中间体0.5g，化学纯的四氢呋喃35g，100％的纤维素及其衍生物5g，先对纤维素及其衍生物溶液进行搅拌8-10h，使其溶解，再加入稀土离子中间体，再次进行搅拌，使其均匀分布，再经超声处理45min，铺膜，即可得可降解多功能纤维素农膜。

实施例5

准确称取Sr_2-2xB₂O₅:xEu³+,xNa+，其中x＝0.1红光稀土离子中间体0.17g，化学纯的四氢呋喃35g，100％的纤维素及其衍生物2.5g，先对纤维素及其衍生物溶液进行搅拌4～6h，使其溶解，再加入稀土离子中间体，再次进行搅拌，使其均匀分布，再经超声处理30min，铺膜，即可得可降解多功能纤维素农膜。

实施例6

准确称取Sr_2-2xB₂O₅:xEu3+,xNa+，其中x＝0.26红光稀土离子中间体0.15g，化学纯的四氢呋喃35g，100％的纤维素及其衍生物3g，先对纤维素及其衍生物溶液进行搅拌6～8h，使其溶解，再加入稀土离子中间体，再次进行搅拌，使其均匀分布，再经超声处理30min，铺膜，即可得可降解多功能纤维素农膜。